機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書---帶式輸送機(jī)傳動裝置

1、<p>　　機(jī) 械 課 程 設(shè) 計 </p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　課程設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置</p><p><b>　　機(jī)械課程設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　一、前言 </b></p>&

2、lt;p><b>　　(一) 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一帶式輸送機(jī)用單級圓柱齒輪減速器。已知運(yùn)輸帶輸送拉力F=2KN，帶速V=2.0m/s，傳動滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。電動機(jī)驅(qū)動，預(yù)定使用壽命8年（每年工作300天），工作為二班工作制，載荷輕，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動力來源：電力，三相交流380

3、/220伏。</p><p>　　圖1 帶式輸送機(jī)的傳動裝置簡圖</p><p>　　1、電動機(jī)；2、三角帶傳動；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動滾筒；6、皮帶運(yùn)輸機(jī)</p><p>　　表1 常用機(jī)械傳動效率</p><p>　　表2 常用機(jī)械傳動比范圍</p><p><b>　　(二) 設(shè)計目的

4、</b></p><p>　　通過本課程設(shè)計將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計過程。</p><p>　　(三) 傳動方案的分析 </p><p>　　機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將

5、直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。 </p><p>　　本設(shè)計中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>　　帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩

6、和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。 </p><p>　　齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。 </p><p>　　減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 </p><p>　　二、傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計</p

7、><p>　　(一) 電動機(jī)選擇 </p><p>　　1、電動機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動機(jī) </p><p>　　2、電動機(jī)功率選擇： </p><p>　　①傳動裝置的總效率η：</p><p>　　查表1取皮帶傳動效率0.96，軸承傳動效率0.99，齒輪傳動效率0.97，聯(lián)軸器效率0.99。</p>

8、;<p>　　η=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945</p><p>　?、诠ぷ鳈C(jī)所需的輸入功率Pw： </p><p>　　Pw=(FwVw)/(1000ηw)</p><p>　　式中，F(xiàn)w=2 KN=2000N，Vw=2.0m/s，ηw=0.96，代入上式得</p><p>　　Pw=(2000*2)/

9、(1000*0.96)=4.17 KW</p><p>　?、垭妱訖C(jī)的輸出功率： </p><p>　　PO= Pw /η=4.17/0.8945=4.66KW </p><p>　　選取電動機(jī)額定功率Pm，使電動機(jī)的額定功率Pm＝（1～1.3）PO ，由查表得電動機(jī)的額定功率P＝5.5KW。 </p><p>　　3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速： &l

10、t;/p><p>　　計算滾筒工作轉(zhuǎn)速： </p><p>　　nw=60*1000V/（πD）=60×1000×2/（π×400）=96r/min </p><p>　　由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍i1=3~6。取V帶傳動比i2=2~4，則總傳動比理時范圍為i=6~24。</p><p&g

11、t;　　故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=（6~24）×96=576~2304r/min。</p><p>　　4、確定電動機(jī)型號 </p><p>　　根據(jù)以上計算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速機(jī)的傳動比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同

12、步轉(zhuǎn)速確定電動機(jī)的型號為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 。 </p><p>　　主要參數(shù)：額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，電動機(jī)質(zhì)量68kg。</p><p>　　(二) 計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比 </p><p>　　1、總傳動比：i =1440/96=15 </p><p>　　2、分配各級傳

13、動比： </p><p>　　因i= i1* i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級減速器i=3~6合理，這里取i1 =5，i2=15/5=3。</p><p>　　(三) 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算 </p><p>　　1、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） </p><p>　?、褫S n1=nm/i 2=1440/3=480 r/min</p>&l

14、t;p>　?、蜉S n2= n1/ i1= nw =96 r/min </p><p>　　2、計算各軸的功率（KW） </p><p>　　電動機(jī)的輸出功率PO=4.66KW </p><p>　?、褫S PI=4.66×0.96=4.4736KW </p><p>　?、蜉S PⅡ= PⅠη1η2=4.4736×0.

15、99*0.97=4.4736KW×0.99×0.97=4.296KW </p><p>　　（η1為軸承傳動效率，η2為齒輪傳動效率，η3聯(lián)軸器傳動效率）</p><p>　　卷筒軸 Pj= PⅡ*η1*η3=4.296×0.99×0.99=4.211KW </p><p>　　3、計算各軸扭矩（N·mm） <

16、/p><p>　　Ⅰ軸 TI=9550×PI/nI=9550×4.4736/480=89.006N·m </p><p>　?、蜉S TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×4.296/96=427.36N·m </p><p>　　卷筒軸Tj=9550×Pj/nj=9550×4.211/96=

17、418.91N·m </p><p>　　將運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理后列于下表：</p><p>　　表3 運(yùn)動和動力參數(shù)表</p><p>　　三、傳動零件的設(shè)計計算 </p><p>　?。ㄒ唬謳鲃拥脑O(shè)計</p><p><b>　　1、確定計算功率</b></p>

18、<p>　　工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)[1]表11.5知： =1.1。</p><p>　　=1.1×4.66=5.126kw</p><p><b>　　2、選擇帶型號</b></p><p>　　根據(jù)Pc =5.126kw，nm＝1440r/min，查文獻(xiàn)[1]圖11.15，初步選用普通Z型帶。</p><

19、;p>　　3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=80mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3*（1-0.01）*80=237.6mm。</p><p>　　式中，為帶的滑動率，通常?。?%～2%），查表后取=250mm。</p><p>　　大帶輪轉(zhuǎn)速=456.192 r/min</p><p><

20、b>　　4、驗(yàn)算帶速v</b></p><p><b>　　6.03 m/s</b></p><p>　　在5～25m/s范圍內(nèi)，Ｖ帶充分發(fā)揮。</p><p>　　5、V帶基準(zhǔn)長度和中心距</p><p><b>　　求</b></p><p>　　根據(jù)文

21、獻(xiàn)[1]中式11.20，初定=495mm</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[1]中式11.2帶長</p><p>　　由文獻(xiàn)[1]中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm，再由式（11.3）計算實(shí)際中心距</p><p>　　=534.054mm</p><p

22、>　　6、驗(yàn)算包角，由式（11.4）得</p><p>　　=160.9O>，合適</p><p><b>　　7、確定v帶根數(shù)z</b></p><p><b>　　帶速</b></p><p>　　實(shí)際傳動比=3.157</p><p>　　查表11.8單根v

23、帶功率=0.36KW；查表11.7包角系數(shù)=0.953；查表11.12帶長度系數(shù)=1.16，查表11.10，，則由公式得=9.65</p><p><b>　　故選10根帶。</b></p><p>　　8、確定帶的張緊力F0（單根帶）</p><p>　　查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得單根V帶的張緊力</p

24、><p><b>　　=71.03 N</b></p><p>　　軸上載荷=2*10*71.03*sin80.45o=1400.7116 N</p><p>　?。ǘX輪傳動的設(shè)計計算 </p><p>　　1、選擇齒輪材料及精度等級 </p><p>　　根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所

25、以齒輪采用軟齒面，齒面硬度<=350HBS。小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，HB1=220；大齒輪：45鋼，正火，HB2=190。</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表12.14，得=1.1，=1.4。</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]圖12.17和12.23知</p><p>　　=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa。</p>&

26、lt;p>　　故：[]1=/=504.5Mpa，[]2=/=481.8Mpa；</p><p>　　[]1=/=135.7 Mpa，[]2=/=128.5 Mpa。</p><p>　　由于硬度小于350HBS，屬軟齒面，所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計，再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度計算（略）</p><p>　　設(shè)齒輪按

27、8級精度制造。查文獻(xiàn)[1]表12.10，12.13，取載荷系數(shù)K=1.2，=0.4。</p><p>　　3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)（略）</p><p>　　以上內(nèi)容可參照文獻(xiàn)[1]中，P234內(nèi)容。</p><p>　?。ㄈ┹S的設(shè)計計算 </p><p>　　1 、輸入軸的設(shè)計計算</p><p>　?、拧磁ぞ爻跛?/p>

28、軸徑 </p><p>　　選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS，文獻(xiàn)[1]表16.2取c=110，初步確定Ⅰ軸的直徑≥ ＝110*（4.4736/480）1/3 =23.1㎜。</p><p>　　由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%~7%，取=24.717㎜</p><p>　　∴選d1=25mm </p><p>　　

29、初步確定Ⅱ軸的最小直徑</p><p><b>　　=39.05mm,</b></p><p>　　同樣增大軸徑5%~7%，取=42㎜</p><p><b>　　⑵、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p>　　①軸上零件的定位，固定和裝配 </p><p>　　由于本設(shè)計中

30、為單級減速器，因此可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定；兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。 </p><p>　?、诖_定軸各段直徑和長度（略）</p><p><b>　　Ⅰ軸：</b></p><p>

31、;<b>　?、蜉S：</b></p><p>　　四、滾動軸承的選擇 </p><p>　　(一) 計算輸入軸承</p><p>　　選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm。 </p><p>　　(二) 計算輸出軸承</p><p>　　選30

32、211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm。 </p><p><b>　　五、鍵聯(lián)接的選擇 </b></p><p>　　本設(shè)計均采用：普通圓頭平鍵。</p><p>　　普通平鍵——用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。</p><p>　　構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的

33、擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩</p><p>　　型式：大齒輪處選擇圓頭A型（常用）；</p><p>　　為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇C型鍵。</p><p>　　1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 </p><p>　　鍵的類型及其尺寸選擇： </p><p>　　帶輪

34、傳動要求帶輪與軸的對中性好，故選擇C型平鍵聯(lián)接。 </p><p>　　裝配圖中該鍵零件選用GB1096-79系列的鍵12×56，查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，并根據(jù)軸長確定鍵長。 </p><p>　　六、箱體、箱蓋主要尺寸計算 </p><p>　　箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸（略） </p>&l

35、t;p><b>　　七、軸承端蓋 </b></p><p><b>　　略</b></p><p>　　八、減速器的附件的設(shè)計 </p><p>　　1、擋圈：GB886-86 </p><p>　　查得：內(nèi)徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1≥58； </p>

36、<p>　　2、油標(biāo)：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20； </p><p>　　3、角螺塞：M18×1.5 ：JB/ZQ4450-86。 </p><p>　　九、設(shè)計參考文獻(xiàn)目錄 </p><p>　　[1] 邱宣懷，郭可謙，吳宗澤等. 機(jī)械設(shè)計（第四版）.北京：高等教育出版社，2007.</p>